4 februari 2016
Hier presenteren we een protocol om geconditioneerd benaderingsgedrag naar Pavlov te eliciteren bij ratten. Deze procedure kan worden gebruikt om individuele verschillen te meten in de neiging om beloningsgerelateerde signalen te benaderen en incentive-salientie toe te schrijven en de kwetsbaarheid voor verslaving te onderzoeken.
Het algemene doel van deze procedure is om Pavloviaans geconditioneerd benaderingsgedrag bij ratten op te wekken. Deze procedure kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen in het vakgebied van de gedragsneurowetenschappen, zoals waarom sommige individuen in staat zijn de verleiding te weerstaan om beloningssignalen te volgen terwijl anderen dat niet kunnen. Het belangrijkste voordeel van deze procedure is dat het ons in staat stelt om de incentive-motivationele waarde van signalen afzonderlijk van hun voorspellende waarde te meten.
Christopher Fitzpatrick, een promovendus neurowetenschappen uit mijn laboratorium, zal deze procedure demonstreren. Dit protocol maakt gebruik van commerciële operante conditioneringkamers in geluidsisolerende kasten met ventilatoren om omgevingsruis te genereren. Rust in elke kamer een pelletmagazijn uit met een infraroodsensor voor hoofdingangen.
Plaats deze in de voorwand van elke kamer, drie centimeter boven de vloer, en bevestig een dispenser om banaan-gesmaakte voedselpellets van 45 milligram toe te dienen. Positioneer vervolgens, op een tegengebalanceerde wijze, een intrekbare hendel ongeveer 2,5 centimeter aan weerszijden van de opvangbak en ongeveer 3 centimeter boven de vloer. De hendel moet voorzien zijn van een LED-signaallampje om deze aantrekkelijker te maken.
Om de hefboom te kalibreren, plaatst u een gewicht van 10 gram erop en draait u aan de kalibratieschroef tot het gewicht de hefboom naar beneden duwt. Bevestig vervolgens een rood lampje aan het plafond van de kamer boven het reservoir. Dit vergroot de opvallendheid van de verlichte hefboom.
Hiermee zijn de voorbereidingen van de kamer voltooid. Bestel volwassen mannelijke Sprague Dawley-ratten met een gewicht tussen 250 en 300 gram, en huisvest hen bij aankomst in paren. Laat de ratten ten minste twee dagen ongestoord in de verblijfskolonie om te acclimatiseren.
De kolonie moet worden gehouden op een licht-donkercyclus van 12 uur, waarbij de ratten ad libitum toegang hebben tot voedsel en water. Na een initiële acclimatisatieperiode moet elke rat gedurende enkele dagen minstens één minuut per dag worden gehanteerd. Geef elke rat in de twee dagen voorafgaand aan de pre-training dagelijks 15 bananensmakende pellets.
Verdeel deze pellets gelijkmatig over verschillende zijden van de thuiskooi. Stel voor dit protocol een pre-trainingsprogramma op. De programmering wordt uitgevoerd in MEDState Notation.
De handleiding is online beschikbaar. Schrijf een programma om 50 voedselpellets af te leveren volgens een variabel schema van 30 seconden, vijf minuten na de start van het programma. Het interval is gemiddeld 30 seconden, maar varieert willekeurig tussen 0 en 60 seconden.
Tijdens deze periode moet het rode huislicht aanstaan, maar de intrekbare hendel moet gedurende het gehele programma ingetrokken blijven. Voer de pre-training uit tijdens de lichtcyclus op de dag vóór de PCA-training. Plaats elke rat in een operante kamer.
Sluit de deur van de kamer en vergrendel deze. Sluit de deur van de geluidsisolerende kast en start onmiddellijk het programma. Verwijder de ratten uit de kamers zodra het programma is voltooid.
Noteer het aantal geconsumeerde pellets. Ratten die niet alle pellets consumeren, moeten worden uitgesloten van verdere tests. Schrijf in de software een trainingsprogramma om 25 trials uit te voeren over ongeveer 40 minuten, beginnend één minuut na de start van het programma.
Laat de hendel tijdens elke trial acht seconden lang oplichten en in de kamer uitsteken. Het rode binnenlicht blijft constant aan. Wanneer de hendel intrekt, wordt er onafhankelijk van de respons van de rat één voedingspellet afgegeven.
Scheid elke trial met een variabel tijdschema van 90 seconden. Het interval is gemiddeld 90 seconden, maar varieert willekeurig tussen 30 en 150 seconden. Voer het PCA-programma uit op dezelfde wijze als tijdens de pre-training.
Na het verwijderen van de ratten wordt het aantal geconsumeerde korrels genoteerd en worden ratten die niet alle korrels consumeren uitgesloten. Bereken vervolgens de PCA-indexscores met behulp van de door het programma verzamelde gegevens. Mannelijke ratten ondergingen vijf PCA-trainingssessies, waarbij het aantal, de latentie en de waarschijnlijkheid van magazine-toegangen en hendelindrukken werden geregistreerd.
Voor elke dagelijkse PCA-trainingssessie werden de PCA-indexscores berekend op basis van deze variabelen. De PCA-indexscores van de laatste twee trainingssessies werden gebruikt om de ratten te categoriseren als sign trackers, goal trackers, of als zij een intermediair fenotype hadden. Sign trackers benaderden primair de met de beloning geassocieerde hefboomcue en richtten hun gedrag daarop.
Op de PCA-index varieerden hun scores van 5 tot 1. In tegenstelling hiermee benaderden goaltrackers primair de bron van de beloningsafgifte, het pelletmagazijn, en richtten zij hun gedrag daarop. Op de PCA-index varieerden hun scores van 5 tot 1.
Het intermediaire fenotype beïnvloedt geen van beide gedragingen. Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u Pavloviaanse geconditioneerde benadering bij ratten kunt opwekken.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Dit protocol wekt Pavloviaans geconditioneerd benaderingsgedrag op bij ratten, waardoor onderzoekers individuele verschillen in de neiging om beloningsgerelateerde signalen te benaderen kunnen meten. Het biedt inzicht in de vatbaarheid voor verslaving en de motivationele waarde van signalen.
Training in de Pavloviaanse geconditioneerde benadering (PCA) bij ratten stelt biofarmaceutische teams in staat om de motivationele eigenschappen van beloningsgeassocieerde signalen te ontleden, wat bijdraagt aan mechanische risicoreductie in neuropsychiatrisch onderzoek en verslavingsonderzoek. Door individuele verschillen in signaalgestuurd gedrag te kwantificeren, biedt PCA voorspellende zekerheid voor targetvalidatie en de selectie van translationele modellen. Deze benadering informeert vroege beslissingen tijdens de ontdekkingstase en de triage van portfolio's voor programma's gericht op het centrale zenuwstelsel (CZS) en gedragsstoornissen.
PCA-training bevindt zich op het snijvlak van vroege ontdekking en preklinische validatie, waarbij een brug wordt geslagen tussen hypothese-gestuurd gedragsonderzoek en de ontwikkeling van translationele modellen.